Rab1蛋白介導(dǎo)的AT1R囊泡運輸在糖尿病腦梗死血管重構(gòu)方面的研究進(jìn)展

劉月+方邦江+王曉翠+孫麗華

摘 要 Rab1可調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞等組織細(xì)胞，血管緊張素Ⅱ1型受體（AT1R）從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)經(jīng)高爾基體到細(xì)胞表面的順向運輸。血管緊張素Ⅱ不但能增加內(nèi)皮祖細(xì)胞（EPCs）的數(shù)量，而且能改善EPC的增生、遷移、黏附和體外血管生成能力，AngⅡ通過AT1R介導(dǎo)上調(diào)內(nèi)皮祖細(xì)胞的血管內(nèi)皮生長因子等多種促血管新生的細(xì)胞因子的表達(dá)，促進(jìn)血管再生。Rab1蛋白介導(dǎo)AT1R囊泡運輸在復(fù)元醒腦湯治療糖尿病腦梗死的作用機(jī)制中可能是其關(guān)鍵點。

關(guān)鍵詞 Rab1蛋白 囊泡運輸 血管重構(gòu) 復(fù)元醒腦湯

中圖分類號：R289.5； R587.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-1533（2016）19-0045-03

Research progress of Rab1 protein-mediated AT1R vesicular transfer in the vascular remodeling of diabetic cerebral infarction*

LIU Yue**， FANG Bangjiang***， WANG Xiaocui， SUN Lihua（Longhua Hospital， Shanghai University of Traditional Chinese Medicine， Shanghai 200032， China）

ABSTRACT Rab1 can adjust histocytes， such as vascular endothelial cells， AT1R follow endoplasmic reticulum via golgi arriving to the consequent on the surface of the cell. Angiotensin Ⅱ can not only increase the number of endothelial progenitor cells， but also improve the proliferation， migration， adhesion of EPC and in vitro angiogenesis ability and can also upregulate the expression of variety of angiogenic cytokines including vascular endothelial growth factor of progenitor cells and so on by AT1R mediation so as to promote angiogenesis. Rab1 protein-mediated AT1Rs vesicle transport is an important mechanism for Fuyuan Xingnao decoction for the treatment of diabetic cerebral infarction.

KEY WORDS Rab1 protein； vesicular transfer； vascular remodeling； Fuyuan Xingnao decoction

近30年間，隨著我國人口飲食結(jié)構(gòu)、生活習(xí)慣等逐漸的西式化，人口的老齡化，以及隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)不斷進(jìn)步，人口的基數(shù)也在不斷增加，我國糖尿病患者較之前增長了3～6倍，使我們逐漸成為世界糖尿病流行的中心[1]。糖尿病并發(fā)的腦梗死是最常見、最嚴(yán)重的血管并發(fā)癥，大量循證醫(yī)學(xué)研究證實，糖尿病患者腦梗死的發(fā)生率和死亡率均顯著高于非糖尿病患者，其致殘、致死率多年來一直居高不下[2]，給國民經(jīng)濟(jì)帶來巨大的負(fù)擔(dān)。因此，積極探尋糖尿病腦梗死的發(fā)病機(jī)制、深入研究其有效的防治方法已成為當(dāng)下極具科學(xué)意義和社會價值的重大醫(yī)學(xué)課題。

業(yè)界共識，糖尿病腦梗死缺血損傷區(qū)血運重建，對缺血區(qū)神經(jīng)功能修復(fù)具有重要作用。相關(guān)研究已從不同機(jī)制證實了缺血區(qū)域的血管新生對糖尿病腦梗死預(yù)后產(chǎn)生顯著效應(yīng)。但糖尿病腦梗死血管新生機(jī)制非常復(fù)雜，其機(jī)制尚未完全闡明。新近相關(guān)研究證據(jù)表明，Rab1蛋白介導(dǎo)的血管緊張素Ⅱ1型受體（angiotensinⅡ type 1 receptor，AT1R）囊泡運輸，在血運重建過程中發(fā)揮重要作用。深入研究Rab1蛋白介導(dǎo)的AT1R囊泡運輸在血管新生中的作用，將有望深入揭示糖尿病腦梗死發(fā)生、發(fā)展的病理機(jī)制，并將為臨床治療糖尿病腦梗死等糖尿病血管并發(fā)癥提供新的思路和研發(fā)相關(guān)藥物提供全新靶點。本文基于此目的作一闡述。

1 血管緊張素Ⅱ?qū)ρ苄律挠绊?/p>

腎素-血管緊張素是臨床中多種疾病至關(guān)重要的發(fā)病機(jī)理，包括心血管、腦血管、腫瘤等疾病。血管張緊張素Ⅱ（angiotensinⅡ，AngⅡ）是腎素-血管緊張素的重要組成部分，通過作用于細(xì)胞內(nèi)皮，可以促進(jìn)血管新生[3-6]。AngⅡ是一種辛肽化合物激素，通過與細(xì)胞膜表面特異受體結(jié)合，進(jìn)而激活多種細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)途徑，發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。AngⅡ血管緊張素Ⅱ受體有兩種亞型，血管緊張素Ⅱ1型受體（AT1R）和血管緊張素Ⅱ2型受體（AT2R），二者均為7次跨膜G蛋白偶聯(lián)受體超家族成員，其中AT1R可以敲除小鼠在中風(fēng)時血管生成能力差的基因[ 7 ]。有研究表明，內(nèi)皮祖細(xì)胞（endothelial progenitor cells，EPCs）是血管內(nèi)皮細(xì)胞的前體細(xì)胞，在生理或病理因素刺激下，可從骨髓動員到外周血參與損傷血管的修復(fù)，在血管生成方面占主要地位[8-11]。EPCs內(nèi)皮祖細(xì)胞有兩種不同的分型：一是早期EPCs內(nèi)皮祖細(xì)胞，二是晚期EPCs內(nèi)皮祖細(xì)胞。早期EPCs內(nèi)皮祖細(xì)胞自我生成血管的能力較差[12]。晚期EPCs內(nèi)皮祖細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)要稍晚于早期EPCs內(nèi)皮祖細(xì)胞，并且前者可以直接促進(jìn)血管新生，同時具有較強(qiáng)的旁分泌功能[13]。研究證實[14-15]，AngⅡ不但能增加EPCs內(nèi)皮祖細(xì)胞的數(shù)量， 而且能改善E P C s的增生、遷移、黏附和體外血管生成能力，但是短時間的AngⅡ的暴露可以促進(jìn)血管新生，長時間的接觸會抑制晚期EPCs內(nèi)皮祖細(xì)胞的血管生成能力。AngⅡ通過AT1R介導(dǎo)上調(diào)EPCs內(nèi)皮祖細(xì)胞的血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等多種促血管新生的細(xì)胞因子的表達(dá)，促進(jìn)血管再生[14-15]。有關(guān)視網(wǎng)膜新生血管的研究結(jié)果顯示[16]，在血管新生的過程中，AngⅡ與VEGF蛋白水平呈正相關(guān)，并且在我們前期糖尿病腦梗死大鼠血管重構(gòu)研究也證實，VEGF蛋白與與AngⅡ蛋白水平表達(dá)呈類似結(jié)果[17]?？梢哉J(rèn)為，AngⅡ可能通過AT1R信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑調(diào)節(jié)缺血組織中VEGF表達(dá)并刺激VEGF促進(jìn)血管新生。

目前研究表明，AT1R功能的實現(xiàn)與其在胞內(nèi)的運輸密切相關(guān)，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，AT1R經(jīng)過合成、折疊、裝配后，輸送到高爾基體進(jìn)行翻譯后的修飾，然后被輸送到細(xì)胞膜表面，與AngⅡ結(jié)合激發(fā)信號傳導(dǎo)途徑，然后結(jié)合AngⅡ的AT1R進(jìn)入胞內(nèi)，在溶酶體被降解并被重復(fù)再利用[18]。

2 囊泡運輸與Rab蛋白的關(guān)系

真核細(xì)胞內(nèi)的各型細(xì)胞器，可以使機(jī)體的各項生理機(jī)能得以正常運行。細(xì)胞器的功能和結(jié)構(gòu)是不斷變化的，細(xì)胞器之間、細(xì)胞器與細(xì)胞質(zhì)膜之間的物質(zhì)信息的交流也在不斷地進(jìn)行著。這些交流需要靠囊泡這一介質(zhì)來作為橋梁。囊泡是由單層膜包裹而成的膜性結(jié)構(gòu)，其厚度從幾十nm到幾百nm不均，而從構(gòu)成方面來說，囊泡可以有包被囊泡和無包被囊泡之分。囊泡主要的主要作用是進(jìn)行不同膜性細(xì)胞器之間的物質(zhì)能量的交換，而此功能稱之為囊泡運輸。囊泡運輸?shù)耐瓿芍饕揽窟\輸軌道、馬達(dá)蛋白和貨物囊泡的支持。細(xì)胞內(nèi)囊泡運輸是指囊泡將所攜帶的神經(jīng)遞質(zhì)、蛋白質(zhì)或者其他物質(zhì)轉(zhuǎn)運到特定細(xì)胞部位的過程。這些生物分子被包裹在脂質(zhì)雙層膜構(gòu)成的囊泡中或位于囊泡膜表面，真核細(xì)胞通過不同類型囊泡完成蛋白質(zhì)、多核苷酸、多糖等生物分子的跨膜運輸，而Rab蛋白是囊泡運輸重要的調(diào)節(jié)因子[19]。Rab蛋白，是GTPases的Ras超家族成員之一，與胞內(nèi)蛋白在各細(xì)胞器之間的運輸有關(guān)。Rab GTases被命名為小G蛋白，屬于Ras超家族，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有70多種Rab蛋白，Rab蛋白通過胞吐和胞吞的方式在囊泡運輸中起重要作用[20-22]。目前研究表明，Rab1蛋白分布于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，并介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)至高爾基體的順向蛋白運輸[23]，并且Rab1蛋白可調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞等組織細(xì)胞AT1R從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)經(jīng)高爾基體到細(xì)胞表面的順向運輸，促進(jìn)血管重構(gòu)[24-25]。

因此，我們推測Rab1蛋白介導(dǎo)的AT1R囊泡運輸在糖尿病腦梗死血管重構(gòu)中具有重要作用，將為研究糖尿病腦梗死等糖尿病血管并發(fā)癥等發(fā)病機(jī)制和治療帶來全新的思路和方法。

3 復(fù)元醒腦湯的作用機(jī)理

糖尿病腦梗死，屬中醫(yī)“消渴病中風(fēng)病”范疇，糖尿病在高血糖的長期情況下會引發(fā)多種并發(fā)癥，其中腦梗死是重要的并發(fā)癥之一[26]。Djelilovic-Vranic等[27]的研究表明，糖尿病是腦梗死的誘發(fā)因素。腦血管病急性期病勢暴急，“復(fù)元醒腦法”是根據(jù)龍華醫(yī)院已故全國著名老中醫(yī)胡建華教授的學(xué)術(shù)經(jīng)驗，并結(jié)合課題組在長期臨床實踐所提出，《素問·上古天真論》所記“女子七七”、“男子八八”天癸絕，腎精虧耗，形神俱敗，此為中風(fēng)的發(fā)病機(jī)理，元代沈金鏊謂“元氣虛為中風(fēng)之根也”， 我們在此基礎(chǔ)之上提出糖尿病腦梗死的發(fā)病主要以“元氣虛損為根本，痰瘀互結(jié)、痰熱生風(fēng)”為核心病機(jī)[28]，并自擬復(fù)元醒腦湯（藥物組成為：人參、三七、石菖蒲、生天南星、水蛭、大黃、益母草）。方中用大黃配人參起到了攻補兼施的作用，人參大補元氣，補脾益肺，脾氣強(qiáng)健，肺氣宣降有度，同時人參還能補氣生血，氣血充足，達(dá)到驅(qū)邪扶正的目的；大黃通腑泄熱，涼血活血，清熱解毒，痰瘀通過泄下之效得以清除，因大黃苦寒沉降之性，善能瀉熱，活血逐瘀通經(jīng)之能，即可下瘀血，又可清瘀熱，最終達(dá)到痰瘀熱俱清，經(jīng)脈運行通暢的目的；三七活血化瘀，止血定痛，補虛強(qiáng)壯，三七具有止血不留瘀，化瘀不傷正的特點，配伍人參可提高正氣，與大黃合用可逐瘀通經(jīng)；水蛭為蟲類藥，破血逐瘀通經(jīng)之力強(qiáng)，張錫純認(rèn)為本品“破瘀血而不傷新血， 專人血分而不損氣分”，為逐瘀之佳；《本草綱目》中對益母草有這樣的描述：“活血、破血、調(diào)經(jīng)、解毒”，本品主入血分，尤善于活血祛瘀通經(jīng)，疏肝解郁；天南星歸肝經(jīng)，善走經(jīng)絡(luò)，尤以祛風(fēng)痰而止痙厥為重；石菖蒲性味辛苦溫，芳香走竄，既有開竅醒神之效，又可化濕豁痰，擅長治療痰濕之邪蒙蔽清竅。諸藥合用，起“復(fù)元醒腦、逐瘀化痰、泄熱熄風(fēng)”之功。經(jīng)多年臨床運用表明，復(fù)元醒腦湯對糖尿病腦梗死中患者的血糖、胰島素抵抗和神經(jīng)缺損癥狀等療效顯著[29]。相關(guān)研究結(jié)果顯示[30-33]，復(fù)元醒腦湯可顯著改善腦梗死面積、腦微循環(huán)動態(tài)變化大鼠腦血流量變化、神經(jīng)行為學(xué)體征、穩(wěn)態(tài)葡萄糖輸注率、缺血組織血管形態(tài)學(xué)、缺血區(qū)域新生血管密度，并提升缺血腦組織中SDF-1、CXCR4、VEGF基因和蛋白表達(dá)，使內(nèi)皮祖細(xì)胞增殖能力、遷移能力、黏附能力增強(qiáng)，改善血腦屏障，減輕腦組織水腫，緩解炎性細(xì)胞浸潤，進(jìn)而改善神經(jīng)功能的缺損程度[30-33]。復(fù)元醒腦湯對miRNAs相關(guān)信息分子具有良性調(diào)控作用，是促進(jìn)血管再生，建立側(cè)枝循環(huán)，改善糖尿病腦梗死腦損傷的作用機(jī)制之一。

4 結(jié)語

糖尿病合并腦梗死的發(fā)生率在逐年上升，對人類的生活生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的影響，基于Rab1蛋白介導(dǎo)的AT1R的囊泡運轉(zhuǎn)在血管新生的作用，以及我們前期研究工作基礎(chǔ)與證據(jù)，認(rèn)為通過復(fù)元醒腦湯干預(yù)腦皮質(zhì)微血管內(nèi)皮細(xì)胞和糖尿病腦梗死大鼠梗死部位缺血腦組織中Rab1的表達(dá)及其介導(dǎo)的AT1R在囊泡的運輸變化，闡釋糖尿病腦梗死發(fā)生的病理機(jī)制和復(fù)元醒腦湯促進(jìn)血管重構(gòu)的相關(guān)分子機(jī)制，這將是一個重要切入點，并且為研究如何防治糖尿病腦梗死等糖尿病血管并發(fā)癥將提供一條新的思路，對深入探討糖尿病發(fā)病機(jī)制、制定防治策略、新藥研發(fā)具有重要的現(xiàn)實與科學(xué)意義。

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